(57)【要約】【課題】  簡単な回路構成でも電流境界にしたがったスイッチング動作を実行すること。【解決手段】  スイッチング信号生成回路３０の出力によるスイッチング信号でトランジスタ２０をオンオフ動作させ、トランジスタ２０のオン動作時に、トランスＴ１に蓄積されたエネルギーを整流・平滑回路１４に放出し、トランジスタ２０のオフ動作時に、トランジスタ４６がオフとなってコンデンサＣ３の充電電圧が上昇する過程で、トランスＴ１の二次側に無電流期間が生じると、この無電流期間の長さに応じた電圧でコンデンサＣ４が充電され、この充電電圧にしたがってトランジスタ４８に電流が流れるともに、コンデンサＣ３の電圧が増加し、コンデンサＣ３の電圧が基準電圧６０を超えるとコンパレータ５８の出力がローレベルとなってダイオードＤ５のカソードが接地され、スイッチング信号がローレベルからハイレベルに反転し、スイッチング信号のオフ期間が短くなる。【選択図】        図２
2006244878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスの一次側に接続されたスイッチング素子のオンオフ動作に従って電源からの入力電圧を電磁エネルギーに変換して前記トランスの二次側に放出するスイッチングレギュレータと、前記スイッチングレギュレータから放出される電磁エネルギーを整流するとともに平滑して半導体光源に伝播するエネルギー伝播手段と、前記半導体光源の電流を検出する光源電流検出手段と、前記光源電流検出手段の検出電流を基にスイッチング信号を生成し、生成したスイッチング信号に従って前記スイッチング素子をオンオフ動作させるスイッチング信号生成手段と、前記スイッチング信号生成手段の生成によるスイッチング信号に応答して、前記スイッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間を規定するための規定値を生成して出力するスイッチング状態規定手段と、前記スイッチング素子のオフ動作時に前記トランスの二次側に電流が流れなくなった無電流期間を検出し、この検出結果を前記スイッチング状態規定手段の規定値に反映させる無電流期間検出手段と、前記スイッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間に関する基準値と前記スイッチング状態規定手段の生成による規定値とを比較し、この比較結果に従って前記スイッチング信号生成手段の生成によるスイッチング信号を制御するスイッチング信号制御手段とを備え、前記スイッチング信号制御手段は、前記スイッチング状態規定手段の生成による規定値が前記基準値から外れたときに、前記無電流期間検出手段の検出による無電流期間に応じて前記スイッチング信号生成手段の生成によるスッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間を前記基準値に近づけるように制御してなる車両用灯具の点灯制御装置。
【請求項２】
トランスの一次側に接続されたスイッチング素子のオンオフ動作に従って電源からの入力電圧を電磁エネルギーに変換して前記トランスの二次側に放出するスイッチングレギュレータと、前記スイッチングレギュレータから放出される電磁エネルギーを整流するとともに平滑して相異なる複数の半導体光源にそれぞれ伝播する複数のエネルギー伝播手段と、前記複数の半導体光源のうちいずれかの電流を検出する光源電流検出手段と、前記光源電流検出手段の検出電流を基にスイッチング信号を生成し、生成したスイッチング信号に従って前記スイッチング素子をオンオフ動作させるスイッチング信号生成手段と、前記スイッチング信号生成手段の生成によるスイッチング信号に応答して、前記スイッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間を規定するための規定値を生成して出力するスイッチング状態規定手段と、前記スイッチング素子のオフ動作時に前記トランスの二次側の複数のエネルギー伝播手段のうち少なくとも一つに電流が流れなくなった無電流期間を検出し、この検出結果を前記スイッチング状態規定手段の生成による規定値に反映させる無電流期間検出手段と、前記スイッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間に関する基準値と前記スイッチング状態規定手段の規定値とを比較し、この比較結果に従って前記スイッチング信号生成手段の生成によるスイッチング信号を制御するスイッチング信号制御手段とを備え、前記複数のエネルギー伝播手段は、互いに磁気結合された二次側コイルを有し、前記二次側コイルの巻線比に応じた電流比の発光エネルギーを前記各半導体光源に伝播してなり、前記スイッチング信号制御手段は、前記スイッチング状態規定手段の生成による規定値が前記基準値から外れたときに、前記無電流期間検出手段の検出による無電流期間に応じて前記スイッチング信号生成手段の生成によるスッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間を前記基準値に近づけるように制御してなる車両用灯具の点灯制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用灯具の点灯制御装置において、前記スイッチング信号制御手段は、前記無電流期間検出手段の検出による無電流期間が所定時間保たれていることを条件に前記スイッチング信号生成手段の生成によるスイッチング信号に対して制御を実行してなることを特徴とする車両用灯具の点灯制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具の点灯制御装置に係り、特に、半導体発光素子で構成された半導体光源の点灯を制御するように構成された車両用灯具の点灯制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用灯具として、ＬＥＤ(Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの半導体発光素子を光源に用いたものが知られており、この種の車両用灯具には、ＬＥＤの点灯を制御するための点灯制御回路が実装されている。
【０００３】
点灯制御回路を構成するに際して、例えば、多出力スイッチング電源装置の一要素として、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いてＬＥＤの点灯を制御するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。このＤＣ−ＤＣコンバータは、３個の二次巻線を有する高周波用フォワードトランスと、トランスの一次巻線に直列に接続されたスイッチング素子としてのトランジスタと、フォワードトランスの各二次巻線に接続された二次整流平滑回路と、二次整流平滑回路の出力電圧を検出して、この検出電圧に応じたパルス幅のスイッチングパルスをトランジスタのベースに出力するスイッチング制御回路を備えて構成されている。このＤＣ−ＤＣコンバータにおいては、トランジスタのオン動作時にトランスの一次側に蓄積された電磁エネルギーをトランスの各二次側に放出し、放出された電磁エネルギーを各二次整流平滑回路を介してＬＥＤに供給するようになっている。
【０００４】
この種のＤＣ−ＤＣコンバータあるいはスイッチングレギュレータにおいては、出力電流または出力電圧をフィードバックして、出力電圧または出力電流を規定値に保つように、スイッチング用トランジスタをオンオフ制御することが行われている。ここで、この種のＤＣ−ＤＣコンバータまたはスイッチングレギュレータの電気変換効率を向上させるに際して、スイッチング用トランジスタに印加するスイッチング信号（スイッチパルス）に電流境界を設定することが試みられている。電流境界の設定されたスイッチング信号をトランジスタに印加すると、トランスの二次側に電磁エネルギーが供給されなくなったタイミングでスイッチングトランジスタをオンさせることができ、トランスの二次側に設けられた整流ダイオードの逆回復時間を短くして、電力ロスをほぼ０にすることができる。
【０００５】
スイッチング用トランジスタのオンオフ動作を制御するためのタイミングを設定するに際しては、例えば、フォワードトランスの二次側に接続された整流ダイオードの出力電圧がある設定電圧に達したときに、オフになっているスイッチングトランジスタをオンさせる方法を採用することができる。
【０００６】
一方、多出力スイッチング電源装置として、トランスの二次側に複数の整流平滑回路を備え、平滑回路を構成するコイル（チョークコイル）が互いに磁気結合されている場合には、電流境界を厳密に設定すると、偏磁が生じたときに、この偏磁を除去できないことがある。しかも、偏磁が生じると、トランスの二次側にＤＣ電流が発生し、各コイルの巻線比で設定された電流比の電流を各整流平滑回路に流すことができなくなる。このため、トランスの二次側に電磁エネルギーが供給されなくなったあと、トランスの二次側に流れる電流が０Ａ（ゼロアンぺア）になる０Ａ期間（二次側に電流が流れなくなる期間）を設け、偏磁をリセット（消磁）することが試みられている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３３１６７７号公報（第３頁〜第６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、電流境界にしたがってスイッチングトランジスタをオンオフ動作させるには、オフになっているスイッチングトランジスタを即座にオンさせるための高速回路が必要であるが、高速回路を設けたのでは、回路基板が大きくなったり、回路の消費電流が増加したりする。
【０００９】
また、０Ａ期間を入出力電圧や各素子の特性から合わせ込んで設けるにも、コイルのインダクタンスの値やＬＥＤのフォワード電圧（Ｖｆ）のばらつきや温度特性を考慮する必要がある。ところが、ＬＥＤのＶｆのばらつきを考慮し、Ｖｆのばらつきの最大のものに合せて０Ａ期間を設定すると、Ｖｆのばらつきが小さいものに対しては、０Ａ期間が長くなり、スイッチングトランジスタをオンさせるタイミングが遅れ、ピーク電流値が大きくなることに伴って、ＤＣ−ＤＣコンバータまたはスイッチングレギュレータの電気効率が低下して電力ロスが増大する恐れがある。また、車両用灯具の場合、灯具内におけるＬＥＤの配置、車両の走行地域、走行環境によってＬＥＤの周囲温度が大きく異なる為、Ｖｆの絶対的なズレが大きく、電力ロスが顕著に現れる。
【００１０】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、簡単な回路構成でも電流境界にしたがったスイッチング動作を実行することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１に係る車両用灯具の点灯制御装置においては、トランスの一次側に接続されたスイッチング素子のオンオフ動作に従って電源からの入力電圧を電磁エネルギーに変換して前記トランスの二次側に放出するスイッチングレギュレータと、前記スイッチングレギュレータから放出される電磁エネルギーを整流するとともに平滑して半導体光源に伝播するエネルギー伝播手段と、前記半導体光源の電流を検出する光源電流検出手段と、前記光源電流検出手段の検出電流を基にスイッチング信号を生成し、生成したスイッチング信号に従って前記スイッチング素子をオンオフ動作させるスイッチング信号生成手段と、前記スイッチング信号生成手段の生成によるスイッチング信号に応答して、前記スイッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間を規定するための規定値を生成して出力するスイッチング状態規定手段と、前記スイッチング素子のオフ動作時に前記トランスの二次側に電流が流れなくなった無電流期間を検出し、この検出結果を前記スイッチング状態規定手段の規定値に反映させる無電流期間検出手段と、前記スイッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間に関する基準値と前記スイッチング状態規定手段の生成による規定値とを比較し、この比較結果に従って前記スイッチング信号生成手段の生成によるスイッチング信号を制御するスイッチング信号制御手段とを備え、前記スイッチング信号制御手段は、前記スイッチング状態規定手段の生成による規定値が前記基準値から外れたときに、前記無電流期間検出手段の検出による無電流期間に応じて前記スイッチング信号生成手段の生成によるスッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間を前記基準値に近づけるように制御してなる構成とした。
【００１２】
（作用）スイッチングレギュレータから半導体光源に発光エネルギーが供給されている過程では、半導体光源の電流を基にスイッチング信号が生成され、生成されたスイッチング信号にしたがってスイッチング素子のオンオフ動作が制御される。このとき、スイッチング信号に応答して、スイッチング信号のスイッチング周波数またはオフ時間を規定するための規定値が生成されるとともに、スイッチング素子のオフ動作時にトランスの二次側に電流が流れなくなった無電流期間（０Ａ期間）が検出され、この検出結果が規定値に反映される。例えば、スイッチング信号のオフ時間を規定するための規定値に無電流期間の検出結果が反映されると、無電流期間が長くなるに応じてオフ時間を規定するための規定値が大きくなる。そして無電流期間が反映された規定値と基準値とが比較され、規定値が基準値から外れたときには、無電流期間に応じてスッチング信号のスイッチング周波数またはオフ時間を基準値に近づけるための制御が実行され、例えば、スイッチング信号のスイッチング周波数が高くまたはスイッチング信号のオフ時間（オフ期間）が短くなる。この結果、無電流期間が長くなって、オフ時間を規定するための規定値が基準値よりも大きくなったときには、スイッチング信号のオフ時間を短くするためのスイッチング信号が生成される。このように、無電流期間が長くなったときにはスイッチング信号のオフ時間を短くし、電流境界に近づく制御が行われるので、電流境界を設定するに際して、スイッチング素子を高速にオン動作させるための高速回路は不要であり、簡単な回路構成によっても電流境界にしたがってスイッチング素子をスイッチング動作させることができ、消費電流を低減することが可能になる。
【００１３】
請求項２に係る車両用灯具の点灯制御装置においては、トランスの一次側に接続されたスイッチング素子のオンオフ動作に従って電源からの入力電圧を電磁エネルギーに変換して前記トランスの二次側に放出するスイッチングレギュレータと、前記スイッチングレギュレータから放出される電磁エネルギーを整流するとともに平滑して相異なる複数の半導体光源にそれぞれ伝播する複数のエネルギー伝播手段と、前記複数の半導体光源のうちいずれかの電流を検出する光源電流検出手段と、前記光源電流検出手段の検出電流を基にスイッチング信号を生成し、生成したスイッチング信号に従って前記スイッチング素子をオンオフ動作させるスイッチング信号生成手段と、前記スイッチング信号生成手段の生成によるスイッチング信号に応答して、前記スイッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間を規定するための規定値を生成して出力するスイッチング状態規定手段と、前記スイッチング素子のオフ動作時に前記トランスの二次側の複数のエネルギー伝播手段のうち少なくとも一つに電流が流れなくなった無電流期間を検出し、この検出結果を前記スイッチング状態規定手段の生成による規定値に反映させる無電流期間検出手段と、前記スイッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間に関する基準値と前記スイッチング状態規定手段の規定値とを比較し、この比較結果に従って前記スイッチング信号生成手段の生成によるスイッチング信号を制御するスイッチング信号制御手段とを備え、前記複数のエネルギー伝播手段は、互いに磁気結合された二次側コイルを有し、前記二次側コイルの巻線比に応じた電流比の発光エネルギーを前記各半導体光源に伝播してなり、前記スイッチング信号制御手段は、前記スイッチング状態規定手段の生成による規定値が前記基準値から外れたときに、前記無電流期間検出手段の検出による無電流期間に応じて前記スイッチング信号生成手段の生成によるスッチング信号のスイッチング周波数または前記スイッチング信号のオフ時間を前記基準値に近づけるように制御してなる構成とした。
【００１４】
（作用）スイッチングレギュレータから各エネルギー伝播手段を介して各半導体光源に発光エネルギーが供給されている過程では、いずれかの半導体光源の電流を基にスイッチング信号が生成され、生成されたスイッチング信号に従ってスイッチング信号のオンオフ動作が制御される。このとき、スイッチング信号に応答して、スイッチング信号のスイッチング周波数またはオフ時間を規定するための規定値が生成されるとともに、スイッチング素子のオフ動作時にトランスの各二次側のうちいずれかに電流が流れなくなった無電流期間（０Ａ期間）が検出され、この検出結果が規定値に反映される。例えば、スイッチング信号のオフ時間を規定するための規定値に無電流期間の検出結果が反映されると、無電流期間が長くなるに応じてオフ時間を規定するための規定値が大きくなる。そして無電流期間が反映された規定値と基準値とが比較され、規定値が基準値から外れたときには、無電流期間に応じてスッチング信号のスイッチング周波数またはオフ時間を基準値に近づけるための制御が実行され、例えば、スイッチング信号のスイッチング周波数が高くまたはスイッチング信号のオフ時間（オフ期間）が短くなる。この結果、無電流期間が長くなって、オフ時間を規定するための規定値が基準値よりも大きくなったときには、スイッチング信号のオフ時間を短くするためのスイッチング信号が生成される。このように、無電流期間が長くなったときにはスイッチング信号のオフ時間を短くし、電流境界に近づく制御が行われるので、電流境界を設定するに際して、スイッチング素子を高速にオン動作させるための高速回路は不要であり、簡単な回路構成によっても電流境界にしたがってスイッチング素子をスイッチング動作させることができ、消費電流を低減することが可能になる。
【００１５】
請求項３に係る車両用灯具の点灯制御装置においては、請求項１または２に記載の車両用灯具の点灯制御装置において、前記スイッチング信号制御手段は、前記無電流期間検出手段の検出による無電流期間が所定時間保たれていることを条件に前記スイッチング信号生成手段の生成によるスイッチング信号に対して制御を実行してなる構成とした。
【００１６】
（作用）スイッチング信号のスイッチング周波数またはオフ時間を制御するに際して、無電流期間が所定時間保たれていることを条件にスイッチング信号を制御することで、偏磁が生じてもこの偏磁をリセット（消磁）することができ、ピーク電流値を低下させて電気効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る車両用灯具の点灯制御装置によれば、簡単な回路構成によっても電流境界にしたがってスイッチング素子をスイッチング動作させることができ、消費電流の低減及びコストダウンを図ることが可能になる。
【００１８】
請求項２に係る車両用灯具の点灯制御装置によれば、複数出力において、簡単な回路構成によっても電流境界にしたがってスイッチング素子をスイッチング動作させることができ、消費電流の低減及びコストダウンを図ることが可能になる。
【００１９】
請求項３によれば、ピーク電流値を低下させて電気効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態を実施例にしたがって説明する。図１は、本発明の第１実施例を示す車両用灯具の点灯制御装置の全体構成を示す回路構成図、図２は、図１に示す装置の具体的構成を示す回路構成図、図３は、スイッチング信号生成回路の回路構成図、図４は、オフ時間規定回路と比較回路の回路構成図、図５は、無電流期間検出回路の第１実施例を示す回路構成図、図６は、オペアンプとコンパレータの動作を説明するための波形図、図７は、スイッチング信号とカソードコモンの電圧との関係を説明するための波形図、図８は、本発明の第２実施例を示す車両用灯具の点灯制御装置の回路構成図、図９は、無電流期間検出回路の第２実施例を示す回路構成図、図１０は、本発明の第３実施例を示す車両用灯具の点灯制御装置の回路構成図、図１１は、第３実施例におけるスイッチング信号とカソードコモンの電圧との関係を説明するための波形図、図１２は、無電流期間検出回路の第３実施例を示す回路構成図である。
【００２１】
これらの図において、車両用灯具の点灯制御装置１０は、図１に示すように、車両用灯具（発光装置）の一要素として、フォワード型スイッチングレギュレータ１２と、整流・平滑回路１４と、制御回路１６とを備えて構成されており、整流・平滑回路１４の出力側に半導体発光素子で構成された半導体光源としてのＬＥＤ１８が接続されている。ＬＥＤ１８は、ヘッドランプ、ストップ＆テールランプ、フォグランプ、ターンシグナルランプなどの各種車両用灯具の光源として構成することができる。また、ＬＥＤ１８としては、互いに直列接続された複数個のものを用いたり、あるいは、直列接続された複数個のＬＥＤを光源ブロックとして、光源ブロックを複数個並列接続したものを用いることもできる。
【００２２】
フォワード型スイッチングレギュレータ１２は、コンデンサＣ１、トランス（フォワードトランス）Ｔ１、ＮＭＯＳトランジスタ２０を備えて構成されており、トランスＴ１の一端側は入力端子２２に接続され、他端側はＮＭＯＳトランジスタ２０を介して入力端子２４に接続されている。入力端子２２は車両用バッテリ（直流電源）のプラス端子に接続され、入力端子２４は車両用バッテリのマイナス端子に接続されているとともに接地されている。ＮＭＯＳトランジスタ２０は、ドレインがトランスＴ１の一次側に接続され、ソースが接地され、ゲートが制御回路１６に接続されて、制御回路１６から出力されるスイッチング信号（パルス信号）に応答してオンオフ動作するようになっている。ＮＭＯＳトランジスタ２０がオンオフ動作すると、ＮＭＯＳトランジスタ２０のオンオフ動作にしたがって車両用バッテリからの入力電圧が電磁エネルギーに変換されてトランスＴ１の二次側から整流・平滑回路１４に放出されるようになっている。この場合トランスＴ１は、フォワード型の高周波トランスとして構成されているので、ＮＭＯＳトランジスタ２０のオン動作時に電磁エネルギーを二次側に放出するようになっている。
【００２３】
整流・平滑回路１４は、ダイオードＤ１、Ｄ２、コイルＬ１、コンデンサＣ２を備えて構成されており、ダイオードＤ１のアノード側はトランスＴ１の二次側の一端側に接続され、ダイオードＤ２のアノード側はトランスＴ１の二次側の他端側に接続されているとともに接地されている。ダイオードＤ１、Ｄ２のカソード側はカソードコモンとして互いに接続されているとともに、コイルＬ１の一端側に接続されている。コイルＬ１の他端側はコンデンサＣ２の一端側に接続されているとともに出力端子２６に接続され、コンデンサＣ２の他端側は接地されているとともに抵抗Ｒ１を介して出力端子２８に接続されている。出力端子２６、２８には、ＬＥＤ１８の両端側がそれぞれ接続されている。
【００２４】
整流・平滑回路１４におけるダイオードＤ１、Ｄ２、コイルＬ１、コンデンサＣ２はトランスＴ１の二次側から放出される電磁エネルギーを発光エネルギーとしてＬＥＤ１８に伝播するエネルギー伝播手段として構成されており、ダイオードＤ１、Ｄ２はトランスＴ１の二次側から出力される電流を整流する整流手段として構成され、コイルＬ１、コンデンサＣ２は、整流された電流を平滑する平滑手段として構成されている。
【００２５】
抵抗Ｒ１は、トランスＴ１の二次側からＬＥＤ１８に供給される電流、すなわちＬＥＤ１８に流れる電流を検出する光源電流検出手段として構成されており、抵抗Ｒ１の両端に生じる電圧が制御回路１６に入力されるようになっている。
【００２６】
制御回路１６は、図２〜図５に示すように、スイッチング信号生成回路３０、オフ時間規定回路３２、無電流期間検出回路３４、比較回路３６を備えて構成されている。スイッチング信号生成回路３０は、図２および図３に示すように、スイッチング信号生成手段として、エラーアンプ３８、オペアンプ４０、基準電圧４２、４４、ダイオードＤ５、Ｄ６、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、コンデンサＣ５を備えて構成されている。
【００２７】
エラーアンプ３８は、出力端子２８から抵抗Ｒ１の両端に生じる電圧を取り込み、この電圧と基準電圧４４との偏差に応じた電圧を抵抗Ｒ１５を介してオペアンプ４０の負入力端子とコンデンサＣ５に出力するようになっている。
【００２８】
オペアンプ４０は、ヒステリシス特性を有する演算増幅器として構成されており、負入力端子が抵抗Ｒ１５とコンデンサＣ５との接続点に接続されているとともに、抵抗Ｒ１６、ダイオードＤ５を介して比較回路３６に接続され、抵抗Ｒ１２、ダイオードＤ６を介して出力端子に接続されている。さらに、オペアンプ４０は、正入力端子が抵抗Ｒ１４を介して基準電圧４２に接続されているとともに、抵抗Ｒ１３を介して出力端子に接続されている。
【００２９】
そして、オペアンプ４０は、エラーアンプ３８の出力電圧によってコンデンサＣ５が充電される過程で、正入力端子の電圧とコンデンサＣ５の電圧（負入力端子の電圧）とを比較し、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、アンプ出力Ｈｉｇｈ期間（オペアンプ４０の正入力端子の電圧がアンプ出力Ｌｏｗ期間のときよりも高い電圧にあるとき）のときには、コンデンサＣ５の電圧が正入力端子の電圧（破線で示す電圧）に達するまでの間は、ハイレベルの信号を出力し、コンデンサＣ５の電圧が正入力端子の電圧に達したときには、アンプ出力Ｌｏｗ期間として、ローレベルの信号を出力するようになっている。オペアンプ４０の出力がローレベルになったときには、オペアンプ４０の正入力端子の電圧も低下し、コンデンサＣ５の電荷は抵抗Ｒ１２、ダイオードＤ６を介して放電される。また、コンデンサＣ５の電荷は、図６（ｄ）に示すように、比較回路３６の出力がローレベルになってダイオードＤ５が導通したときにも、抵抗Ｒ１６、ダイオードＤ５を介して放電される。これらの放電の過程で、コンデンサＣ５の電圧がオペアンプ４０の正入力端子の電圧（アンプ出力Ｈｉｇｈ期間のときよりも低い電圧）になったときには、オペアンプ４０の出力がローレベルからハイレベルに反転する。コンデンサＣ５が充放電を繰り返すと、オペアンプ４０からはコンデンサＣ５の電圧に応じて、ハイレベルまたはロウレベルのスイッチング信号が出力される。この場合、ＬＥＤ１８に流れる電流が定格電流よりも小さいときには、エラーアンプ４０の出力電圧が低くなるので、コンデンサＣ５に対する充電が遅くなり、スイッチング信号のオン時間が長くなる（周波数は低くなる）。逆に、ＬＥＤ１８に流れる電流が定格電流よりも大きいときには、エラーアンプ４０の出力電圧が高くなるので、コンデンサＣ５に対する充電が早くなり、スイッチング信号のオン時間が短くなる（周波数は高くなる）。すなわち、スイッチング信号生成回路３０は、抵抗Ｒ１の両端に生じる電圧（ＬＥＤ１８の電流）を基にスイッチング信号（ＰＦＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｆｒｅｑｕｅｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を生成し、生成したスイッチング信号にしたがってＮＭＯＳトランジスタ２０をオンオフ動作させるとともに、生成したスイッチング信号をオフ時間規定回路３２に出力するようになっている。この場合、スイッチング信号のオン時間はコンデンサＣ５に対する充電時間によって規定されるようになっている。
【００３０】
オフ時間規定回路３２は、図２および図４に示すように、オペアンプ４０の出力によるスイッチング信号に応答して、スイッチング信号のオフ時間またはスイッチング信号のスイッチング周波数を規定するための規定値を生成して比較回路３６に出力するスイッチング状態規定手段の一要素として、抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、コンデンサＣ３、ＮＰＮトランジスタ４６、ＰＮＰトランジスタ４８、５０を備えて構成されており、抵抗Ｒ２の一端側がＮＭＯＳトランジスタ２０のゲートとオペアンプ４０の出力側に接続されている。
【００３１】
ＮＰＮトランジスタ４６は、抵抗Ｒ２を介してオペアンプ４０の出力によるスイッチング信号を取り込み、スイッチング信号のレベルがハイレベルになるときにオンとなり、コンデンサＣ３に充電された電荷を放電する放電回路を形成し、スイッチング信号のレベルがハイレベルからローレベルに反転したときにオフになって、コンデンサＣ３の放電回路を遮断するようになっている。コンデンサＣ３の一端側は比較回路３６に接続されているとともにＰＮＰトランジスタ５０のコレクタに接続されている。ＰＮＰトランジスタ５０はＰＮＰトランジスタ４８とともにカレントミラー回路を構成し、各ＰＮＰトランジスタ４８、５０のエミッタはそれぞれ直流電源５２に接続され、ＰＮＰトランジスタ４８のコレクタは抵抗Ｒ４に接続されている。すなわち、コンデンサＣ３には、カレントミラー回路の作用により、ＰＮＰトランジスタ４８に流れる電流と同じ電流が流れるようになっており、ＰＮＰトランジスタ４８に流れる電流と同じ電流がコンデンサＣ３に流れるに従って、コンデンサＣ３には、スイッチング信号のオフ時間を規定するための規定値に相当する電荷が蓄積されるようになっている。
【００３２】
この場合、本実施例においては、コンデンサＣ３に、予め設定すべきオフ時間よりも長いオフ時間に相当する規定値の電荷を蓄積するために、抵抗Ｒ４の抵抗値として大きいものが用いられ、ＰＮＰトランジスタ４８に流れる電流を無電流期間検出回路３４の出力を反映させて可変にし、コンデンサＣ３の充電時間（充電電圧）を調整することとしている。
【００３３】
例えば、トランスＴ１の二次側に電流が流れなくなった無電流期間（０Ａ期間）が長くなる程ＰＮＰトランジスタ４８に流れる電流を大きくして、コンデンサＣ３が満充電となるまでの充電時間を速め、スイッチング信号のオフ時間（オフ期間）を短く（スイッチング周波数を高く）することとしている。
【００３４】
具体的には、ＰＮＰトランジスタ４８に流れる電流を調整するための無電流期間検出回路３４は、図２及び図５に示すように、無電流期間検出手段として、抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、ダイオードＤ３、Ｄ４、ツェナーダイオードＺＤ１、コンデンサＣ４、ＰＮＰトランジスタ５４、ＮＰＮトランジスタ５６を備えて構成されており、抵抗Ｒ５の一端側がＮＭＯＳトランジスタ２０のゲートおよびオペアンプ４０の出力側に接続され、ダイオードＤ３のアノード側がダイオードＤ１、Ｄ２のカソードコモンに接続され、ＮＰＮトランジスタ５６のコレクタが抵抗Ｒ４の一端側に接続されている。
【００３５】
無電流期間検出回路３４は、オペアンプ４０からＮＭＯＳトランジスタ２０のゲートに出力されるスイッチング信号（ゲート電圧）とダイオードＤ１、Ｄ２のカソードコモンの電圧を取り込み、ＮＭＯＳトランジスタ２０のゲート電圧が図７（ａ）に示すような波形で変化し、ダイオードＤ１、Ｄ２のカソードコモンの電圧が図７（ｂ）に示すような波形で変化する過程において、ＮＭＯＳトランジスタ２０のゲートに印加されるスイッチング信号のレベルがハイレベルにあるときにはＰＮＰトランジスタ５４はオフの状態にある。さらにスイッチング信号のレベルがハイレベルからローレベルに反転したタイミングｔ１からタイミングｔ２においては、ＮＭＯＳトランジスタ２０がオフになっているので、トランスＴ１の二次側では、コイルＬ１に蓄積されたエネルギーがダイオードＤ２を介して流れ、ダイオードＤ１、Ｄ２のカソードコモンの電圧は−Ｖｆ（ダイオードＤ２のフォワード電圧）となり、ＰＮＰトランジスタ５４はオフの状態に維持されている。このあとタイミングｔ２になると、トランスＴ１の二次側には電流が流れなくなり、無電流期間（０Ａ期間）となって、ダイオードＤ１、Ｄ２のカソードコモンの電圧が出力電圧を中心に共振する。その後、ダイオードＤ１、Ｄ２のカソードコモンの電圧は、タイミングｔ３でスイッチング信号のレベルがローレベルからハイレベルに反転したときに、トランスＴ１の二次側から放出されるエネルギーによって、そのレベルが高くなる。
【００３６】
タイミングｔ２〜タイミングｔ３の無電流期間においては、ＰＮＰトランジスタ５４のエミッタ電圧がベース電圧よりも高くなるため、ＰＮＰトランジスタ５４がオンになって、コンデンサＣ４に電荷が蓄積される。コンデンサＣ４の電圧は、図６（ｅ）に示すように、無電流期間が生じるごとに順次高くなる。そして、コンデンサＣ４の両端に生じる電圧によってトランジスタ５６がオンとなり、ＰＮＰトランジスタ４８に流れる電流が増加することになる。この場合、無電流期間が長い程コンデンサＣ４に充電される電圧が高くなるとともに、ＰＮＰトランジスタ４８に流れる電流が大きくなる。逆に、無電流期間が短くなれば、コンデンサＣ４に充電される電圧は０Ｖに近づくとともにＰＮＰトランジスタ４８に流れる電流も少なくなる。
【００３７】
なお、ツェナーダイオードＺＤ１は、ダイオードＤ１、Ｄ２のカソードコモンの電圧の値がコンデンサＣ４の充電電圧に影響しないように、ダイオードＤ１、Ｄ２のカソードコモンの電圧をクランプするようになっている。またコンデンサＣ４を充電するため用いられる充電用抵抗、例えば、抵抗Ｒ７の抵抗値を小さくするとともに、放電に用いられる放電用抵抗、例えば、抵抗Ｒ１１の抵抗値を大きくする程無電流期間を短くすることができ、逆の場合には無電流期間は長くなる。
【００３８】
一方、比較回路３６は、図２及び図４に示すように、スイッチング信号制御手段として、コンパレータ５８を備えて構成されており、コンパレータ５８の負入力端子がコンデンサＣ３の一端側とＮＰＮトランジスタ４６のコレクタに接続され、正入力端子にはスイッチング信号のオフ時間に関する基準値に対応した基準電圧６０が入力されており、出力側がダイオードＤ５のカソードに接続され、ダイオードＤ５のアノード側が抵抗Ｒ１６を介してオペアンプ４０の負入力端子に接続されている。
【００３９】
コンパレータ５８は、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、コンデンサＣ３の両端電圧（スイッチング信号のオフ時間を規定するための規定値に対応した電圧）と基準電圧６０とを比較し、コンデンサＣ３の両端電圧が基準電圧６０よりも低いときにはハイレベルの信号を出力し、コンデンサＣ３の両端の電圧が基準電圧６０を超えたときには、規定値が基準値を外れたとして、ローレベルの信号を出力するようになっている。コンパレータ５８の出力がローレベルになるとダイオードＤ５が導通し、オペアンプ４０の負入力端子が抵抗Ｒ１６、ダイオードＤ５を介して強制的に接地され、コンデンサＣ５の電荷が放電するようになっている。すなわち、スイッチング信号のオフ時間を規定するための規定値が基準値から外れたときには、ダイオードＤ５を導通させてオペアンプ４０の負入力端子を強制的に瞬時接地し、オペアンプ４０の出力をローレベルからハイレベルに反転させる時間を早めるようになっている。
【００４０】
具体的には、図６（ｂ）に示すように、アンプ出力Ｌｏｗ期間において、コンデンサＣ５の電荷が抵抗Ｒ１２、ダイオードＤ６を介して放電しているときに、コンパレータ５８の出力がローレベルになってオペアンプ４０の負入力端子が瞬時接地されると、コンデンサＣ５の電荷が抵抗Ｒ１６、ダイオードＤ５を介して急速に放電するので、オペアンプ４０の負入力端子の電圧が正入力端子の電圧と等しくなる時間が早くなる。この結果、スイッチング信号のオフ時間（オフ期間）が短くなるとともに、無電流期間が短くなり、スイッチング信号のオフ時間（オフ期間）をより電流境界に近づけることができる。なお、ディーティ一定の制御の下で、スイッチング信号のオフ時間を短くすると、スイッチング信号のスイッチング周波数は高くなる。
【００４１】
この場合、無電流期間検出回路３４における充放電時定数の値によって無電流期間を所定時間だけは保つように設定することもできる。すなわち、スイッチング信号のレベルがローレベルからハイレベルに移行する過程で、無電流期間になったときに、電流境界であるとして、即座にＮＭＯＳトランジスタ２０をオン動作させたり、この無電流期間を０にしたりすることなく、無電流期間を所定時間設け、この所定時間が経過した後、ＮＭＯＳトランジスタ２０をオン動作させることもできる。
【００４２】
本実施例においては、スイッチング信号生成回路３０において生成されたスイッチング信号にしたがってＮＭＯＳトランジスタ２０をオンオフ動作し、ＮＭＯＳトランジスタ２０のオン動作時に、スイッチングレギュレータ１２に蓄積された電磁エネルギーをトランスＴ１の二次側に放出してＬＥＤ１８を点灯している過程で、スイッチング信号のレベルがハイレベル（オン時間）からローレベル（オフ時間）に反転したときに、コンデンサＣ３の充電を開始し、スイッチング信号がオフ時間（オフ期間）にあるときに、トランスＴ１の二次側に無電流期間が生じたときには、無電流期間の長さに応じてコンデンサＣ４を充電するとともに、コンデンサＣ４に充電された充電電圧にしたがってＰＮＰトランジスタ４８に流れる電流を増やして、コンデンサＣ３の充電電圧が規定値に達する時間を早め、コンデンサＣ３の充電電圧が基準電圧６０を超えたときに、オペアンプ４０の負入力端子を瞬時接地して、スイッチング信号のレベルをローレベルからハイレベルに強制的に反転してスイッチング信号のオフ時間（オフ期間）を短く（スイッチング信号のスイッチング周波数を高く）するようにしたため、ＮＭＯＳトランジスタ２０を高速にオン動作させるための高速回路を用いることなく、簡単な回路構成によっても電流境界にしたがってＮＭＯＳトランジスタ２０をスイッチング動作させることができ、消費電流の低減およびコストダウンを図ることができる。
【００４３】
また、ＮＭＯＳトランジスタ２０を高速にオン動作させるための高速回路が不要になるため、制御回路１６を汎用ＩＣで構成することができ、コストダウンを図ることができる。
【００４４】
次に、本発明の第２実施例を図８にしたがって説明する。本実施例は、スイッチングレギュレータ１２の出力側に多出力回路として、整流・平滑回路１４の他に、整流・平滑回路６２を設けたものであって、トランスＴ１と整流・平滑回路１４及び無電流期間検出回路３４などの構成が一部異なる他は図１のものと同様である。
【００４５】
整流・平滑回路６２は、ダイオードＤ７、Ｄ８、コイルＬ２、コンデンサＣ６を備えて構成されており、コンデンサＣ６の一端は出力端子６４に接続され、コンデンサＣ６の他端側は接地されているとともに抵抗Ｒ１７を介して出力端子６６に接続され、出力端子６４、６６にはＬＥＤ１８が接続されている。抵抗Ｒ１７は、抵抗Ｒ１と同様に、光源電流検出手段として、ＬＥＤ１８に流れる電流を検出するようになっており、本実施例では、出力端子６６がエラーアンプ３８に接続されている。
【００４６】
無電流期間検出回路３４は、図８及び図９に示すように、図２に示すダイオードＤ３の代わりに、ダイオードＤ９、Ｄ１０を備えているとともに、抵抗Ｒ１８と基準電圧６８を備えており、ダイオードＤ９のカソード側はダイオードＤ１、Ｄ２のカソードコモンに接続され、ダイオードＤ１０のカソード側はダイオードＤ７、Ｄ８のカソードコモンに接続され、ダイオードＤ９、Ｄ１０のアノード側はそれぞれ抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１８との接続点に接続され、抵抗Ｒ１８の一端側は基準電圧６８に接続されている。
【００４７】
本実施例においては、スイッチング信号のオフ期間において、トランスＴ１の二次側の電流が無電流となる無電流期間がそれぞれ整流・平滑回路１４、６２において生じたとき、すなわちダイオードＤ９、Ｄ１０の論理積を条件に、基準電圧６８からの電流がＰＮＰトランジスタ５４を介してコンデンサＣ４に流れ、コンデンサＣ３の充電電流が増加するようになっているため、整流・平滑回路１４、６２において無電流期間が生じたときには、スイッチング信号のオフ時間（オフ期間）を短くすることができる。
【００４８】
また、本実施例においては、コイルＬ１とコイルＬ２は互いに磁気結合されており、コイルＬ１とコイルＬ２の巻線比に応じた電流比の電流が整流・平滑回路１４と整流・平滑回路６２にそれぞれ流れるようになっているため、各整流・平滑回路１４、６２に流れる電流をコイルＬ１、Ｌ２の巻線比によって任意に設定することができる。
【００４９】
コイルＬ１とコイルＬ２を互いに磁気結合した場合、スイッチング信号のオフ期間において偏磁が生じることがある。しかし、本実施例においては、無電流期間検出回路３４における充放電時定数の値によって無電流期間を所定時間だけは保つように設定されている。
【００５０】
すなわち、スイッチング信号のレベルがローレベルからハイレベルに移行する過程で、無電流期間になったときに、電流境界であるとして、即座にＮＭＯＳトランジスタ２０をオン動作させたり、この無電流期間を０にしたりすることなく、無電流期間を所定時間設け、この所定時間内において、トランスＴ１の二次側に生じる偏磁を自然に消磁（リセット）させ、その後、ＮＭＯＳトランジスタ２０をオン動作させることとしている。
【００５１】
従って、本実施例によれば、スイッチング信号がオフからオンに移行する過程で、偏磁が生じても、無電流期間として所定時間が設けられているため、この所定時間内に偏磁を消磁させることができ、ピーク電流値を低下させて電気効率を向上させることができる。
【００５２】
本実施例においては、ダイオードＤ９、Ｄ１０の論理積を条件にコンデンサＣ４に充電電流を流すようにしているが、ダイオードＤ９、Ｄ１０をそれぞれ逆向きにして、ダイオードＤ１、Ｄ２のカソードコモンまたはダイオードＤ７、Ｄ８のカソードコモンに接続する構成を採用すれば、整流・平滑回路１４、６２のうち一方に無電流期間が生じたときに、コンデンサＣ４に充電電流を流すことができる。この場合、ダイオードＤ９、Ｄ１０の論理和が条件となってコンデンサＣ４が充電されるため、整流・平滑回路１４、６２のうちいずれか早い方に無電流期間が生じたときにコンデンサＣ４が充電されることになる。
【００５３】
前記各実施例においては、ＮＭＯＳトランジスタ２０のオン動作時にトランスＴ１の二次側に正の出力電圧が発生するものについて述べたが、本発明は、ＮＭＯＳトランジスタ２０のオン動作時にトランスＴ１の二次側に負の電圧を出力するタイプのものにも適応することができる。
【００５４】
例えば、ＮＭＯＳトランジスタ２０のオン動作時に負の出力電圧を発生する多出力型としては、図１０に示すような構成を採用することができる。この場合、整流・平滑回路１４の出力側は抵抗Ｒ１を介して出力端子２６に接続され、整流・平滑回路６２の出力側は抵抗Ｒ１７を介して出力端子６４に接続され、出力端子２６、６４はそれぞれ接地されることになる。そして整流・平滑回路６２からＬＥＤ１８に供給される電流を検出するために、コンデンサＣ６と抵抗Ｒ１７との接続点の電圧が制御回路１６に入力されるようになっている。この場合、図１１に示すように、スイッチング信号のオフ期間において無電流期間（０Ａ期間）が生じると、０Ｖを中心にカソードコモンの電圧が共振し、この共振に伴う電圧が無電流期間の長さに応じた電圧として制御回路１６に入力されることになる。また、この場合、図１２に示すように、無電流検出回路３４のＰＮＰトランジスタ５４のエミッタ電圧が負に低下するのを防止するために、ＰＮＰトランジスタ５４のエミッタとＧＮＤとの間にダイオードＤ１１を設けることで、ＰＮＰトランジスタ５４を保護することができる。
【００５５】
また、多出力タイプのものにおいては、ダイオードＤ９、Ｄ１０の論理積を条件にコンデンサＣ４に電流を流してスイッチング信号のオフ期間を短くするようにしているため、ＬＥＤ１８のＶｆのばらつきや温度特性によって無電流期間になるタイミングがＬＥＤ１８ごとに異なるときでも、トランスＴ１の各出力回路に流れる電流の電流比にずれが生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施例を示す車両用灯具の点灯制御装置の全体構成を示す回路構成図である。
【図２】図１に示す装置の具体的構成を示す回路構成図である。
【図３】スイッチング信号生成回路の回路構成図である。
【図４】オフ時間規定回路と比較回路の回路構成図である。
【図５】無電流期間検出回路の第１実施例を示す回路構成図である。
【図６】オペアンプとコンパレータの動作を説明するための波形図である。
【図７】スイッチング信号とカソードコモンの電圧との関係を説明するための波形図である。
【図８】本発明の第２実施例を示す車両用灯具の点灯制御装置の回路構成図である。
【図９】無電流期間検出回路の第２実施例を示す回路構成図である。
【図１０】本発明の第３実施例を示す車両用灯具の点灯制御装置の回路構成図である。
【図１１】第３実施例におけるスイッチング信号とカソードコモンの電圧との関係を説明するための波形図である。
【図１２】無電流期間検出回路の第３実施例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  車両用灯具の点灯制御装置
１２  スイッチングレギュレータ
１４  整流・平滑回路
１６  制御回路
１８  ＬＥＤ
３０  スイッチング信号生成回路
３２  オフ時間規定回路
３４  無電流期間検出回路
３６  比較回路
３８  エラーアンプ
４０  オペアンプ
５８  コンパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006244878.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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